Java/C# は、仮想マシンに依存しているにもかかわらず、C のパフォーマンスと同等またはそれを超えることができますか?

C のパフォーマンスと Java/C の比較

はじめに

C のネイティブ コード生成と Java/C# の仮想マシンへの依存にもかかわらず、後者が C のパフォーマンスと同等かそれを超えるかについては、しばしば議論されます。仮想マシン言語がこれをどのように実現できるかを検討し、それぞれのアプローチの長所と短所について説明します。

JIT と静的コンパイラ

Java および C# 変換用のジャストインタイム (JIT) コンパイラ中間コード (バイトコードまたは IL) を実行時にネイティブ コードに変換します。これには初期コンパイル コストがかかりますが、静的コンパイラと同等か、それを上回る最適化が可能になります。ただし、JIT コンパイラーはすべてをコンパイルできるわけではないため、一部のコードは静的にコンパイルされた同等のコードよりも依然として遅い可能性があります。

C メタプログラミング

C のテンプレート メタプログラミングにより、コンパイル時に実行される最適化が有効になり、ゼロになります。または最小限のランタイムコスト。この手法は常に適用できるわけではありませんが、特定の種類のプログラムでは大幅な高速化を実現できます。

C のネイティブ メモリ使用量

C の直接ポインタ アクセスにより、Java と比較してメモリ操作が高速化されます。 /C#。ガベージ コレクションとボックス化/ボックス化解除に依存します。さらに、C の Resource Acquisition Is Initialization (RAII) により、メモリ管理が簡素化され、明示的なファイナライザーの必要性が回避されます。

C /CLI と C#/VB.NET の比較

C /CLI、 .NET によってホストされる C のバリアントであり、静的コンパイラの最適化機能により、場合によっては C# よりも優れたパフォーマンスを発揮します。この利点は、C のネイティブ コンパイラから最適化を継承する C /CLI から生じます。

結論

C は伝統的に、特定のタスクでは Java/C# よりも高速であると考えられてきましたが、最新の JIT コンパイラなどでは技術によってパフォーマンスの差が縮まりました。ただし、C は、生の速度が最重要である場合、メモリ使用量が重要である場合、または複雑な最適化が必要な場合には依然として優れています。一方、Java/C# には、開発時間と使いやすさの点で利点があります。

追加メモ

• Java は最近、高パフォーマンスの機能を含む GraalVM フレームワークを採用しました。 AOT コンパイラは、パフォーマンスのさらなる向上を目指しています。
• C の C 20 標準では、メタプログラミング機能とパフォーマンスをさらに強化する概念が導入されています。
• マルチコアとマルチスレッドの普及に伴い、言語の機能と最適化が調整されています。同時実行に向けた重要性がますます高まっています。

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